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影響熱轉(zhuǎn)印粉末涂料轉(zhuǎn)印效果的分析
摘要：本文探討了聚酯/TGIC，聚氨酯/B1530體系及助劑對(duì)木紋轉(zhuǎn)印表面效果影響。通過選擇不同酸值（羥值）的聚酯、助劑對(duì)比木紋轉(zhuǎn)印粉末流平，清晰度及轉(zhuǎn)印撕紙難易，解決熱轉(zhuǎn)印聚酯粉末涂料生產(chǎn)過程中轉(zhuǎn)印粘紙，油印及清晰度不夠的問題。
1 前言
粉末涂料在生產(chǎn)和涂裝過程中尤溶劑釋放、少污染、易回收、利用率高等優(yōu)點(diǎn)，是一種環(huán)保型涂料。
隨著工藝條件的不斷改善以及市場(chǎng)要求的不斷提高，粉末涂料以其本身的優(yōu)勢(shì)，在近幾十年得到迅猛的發(fā)展。
熱轉(zhuǎn)印也稱熱升華，是利用熱轉(zhuǎn)印設(shè)備在短時(shí)間內(nèi)將其加熱到設(shè)定溫度，使轉(zhuǎn)印紙上的圖案轉(zhuǎn)印到基材上的一種工藝。
熱轉(zhuǎn)印粉末涂料能夠提供色彩艷麗，層次豐富的轉(zhuǎn)印圖案，木紋紙（膜）在加熱升華后油墨能夠滲透到固化后的涂層30～50μm，轉(zhuǎn)印的后的涂層耐用，不會(huì)出現(xiàn)脫落、龜裂和褪色。
同時(shí)，熱轉(zhuǎn)印粉末涂料不會(huì)改變涂層原有的涂層性能（如硬度、抗刮傷、耐沖擊、耐鹽霧、耐酸堿、老化等性能），近些年在鋁型材方面得到廣泛的應(yīng)用，為建筑鋁型材和家具裝飾等提供了豐富的裝飾效果。
目前熱轉(zhuǎn)印聚酯粉末涂料主要分為聚氨酯木紋粉末涂料和聚酯/TGIC兩種。聚氨酯粉末涂料涂料具有交聯(lián)密度大，固化后涂層豐滿、硬度高、流平及耐候性好，轉(zhuǎn)印后易撕紙，圖案清晰，具有肌膚手感等優(yōu)點(diǎn)。
但缺點(diǎn)是其價(jià)格昂貴，而且聚氨酯木紋粉末在低光澤應(yīng)用較多，在高光澤木紋粉上容易留印粘紙的現(xiàn)象，可能是因?yàn)樵诟吖鉂傻木郯滨ツ炯y粉末在固化后殘余少量的經(jīng)基和油墨有排斥作用。
聚酯/TGIC固化體系的木紋粉末價(jià)格較低，應(yīng)用廣，但固化成膜后硬度一般都在1H～2H，此類粉末在用于熱轉(zhuǎn)印時(shí)經(jīng)常遇到流平不好，不易撕紙或轉(zhuǎn)印方面圖案不清晰的問題。
本文通過對(duì)不同酸值（或羥值）的聚酯樹脂進(jìn)行對(duì)比和篩選，優(yōu)化選擇出高反應(yīng)性固化率好，流平性好的聚酯，解決木紋粉末撕紙難，轉(zhuǎn)印后涂層表面油印多的問題。
2 實(shí)驗(yàn)部分
2.1 樹脂對(duì)木紋轉(zhuǎn)印效果的影響
實(shí)驗(yàn)選用了三種不同酸值的聚酯樹脂（樹脂A、B、C）及一個(gè)低羥值（樹脂D)，一個(gè)中羥值的聚酯樹脂（樹脂E)，一個(gè)端經(jīng)基一梭基雙官能團(tuán)聚酯樹脂（樹脂F(xiàn)）。它們的技術(shù)指標(biāo)如表1。
其他主要材料及設(shè)備：異氰尿酸三縮水甘油酯(TGIC),B1530，欽白粉，硫酸鋇，粉末涂料助劑（流平劑、光亮劑、安息香、蠟粉等）。
設(shè)備有：雙螺桿擠出機(jī)，高速萬能粉碎機(jī)，靜電噴涂設(shè)備，高溫烘箱，燙畫機(jī)等。
2.2 熱轉(zhuǎn)印粉末涂料的制備
按表2設(shè)計(jì)的配方，準(zhǔn)確稱量聚酯樹脂、固化劑、助劑及顏填料進(jìn)行充分的預(yù)混合，熔融擠出冷卻破碎，然后用高速粉碎機(jī)磨粉過篩噴板，固化后制得熱轉(zhuǎn)印底粉樣板。最后通過燙畫機(jī)進(jìn)行熱轉(zhuǎn)印得到樣板。
通過表1說了樹脂的酸值（羥值）越高，樹脂的反應(yīng)活性越高。從表2各組實(shí)驗(yàn)對(duì)比來看，樹脂酸值（羥值）越高，涂層的交聯(lián)密度越大，固化后涂層的硬度越高。
一般來說，用于木紋轉(zhuǎn)印的聚酯樹脂交聯(lián)密度越大，硬度越高，轉(zhuǎn)印出來的紋理不僅清晰，容易撕紙，而且轉(zhuǎn)印后涂層的留印也大大減少。
但是隨著樹脂酸值變高，樹脂與反應(yīng)固化的TGIC(B1530）用量加大，膠化時(shí)間變短，反應(yīng)活性提高，涂層的流平就會(huì)變差，同時(shí)固化后的涂層存在脆性大，機(jī)械性能差等缺點(diǎn)。
所以，在保證粉末較高的交聯(lián)密度，較高流平性以及硬度的情況下，可以選用高低酸值（羥值）的兩種樹脂進(jìn)行搭配來制備轉(zhuǎn)印效果好的木紋粉末。
2.3 兩種不同酸值（羥值）樹脂復(fù)配使用制備木紋粉末
選用兩種不同酸值（羥值）樹脂搭配，使涂層具有較高的交聯(lián)密度和硬度，保證固化后的涂層具有優(yōu)異的流平性和撕紙效果，減少轉(zhuǎn)印后油印的存在。設(shè)計(jì)的配方如表3。
通過2、3實(shí)驗(yàn)表明，配方1＃制成的木紋粉末硬度比單組分的有所提高，說明高酸值樹脂C的加入復(fù)配使用提高了固化后涂層的交聯(lián)密度，使得涂層的硬度有所提高；
轉(zhuǎn)印效果得到改善，但還是存在轉(zhuǎn)印后留印的現(xiàn)象，這與樹脂A本身的結(jié)構(gòu)及反應(yīng)活性有關(guān)，樹脂A本身酸值較低，固化涂層交聯(lián)密度較低，即使加入高酸值樹脂C并不能使其100%固化。
配方2＃加入高酸值樹脂后轉(zhuǎn)印效果得到改善，流平性好，轉(zhuǎn)印無油印存在。在配方3#，4＃中加入部分中羥值的聚氨酯，改善了低輕值聚氨酯固化后涂層粘紙的現(xiàn)象。
通過2、3的實(shí)驗(yàn)表明，高酸值（羥值）樹脂的加入，能有效的提高木紋粉末的交聯(lián)密度及硬度，從而改善木紋粉末的轉(zhuǎn)印效果。
2.4 助劑對(duì)木紋轉(zhuǎn)印效果的影響
在設(shè)計(jì)木紋粉末配方時(shí)，通常會(huì)加入助劑改善涂層的性能。常用的助劑有流平劑、潤濕劑、安息香、固化促進(jìn)劑，蠟粉等。流平劑、潤濕劑起到改善流平的作用。
有研究表明，流平劑、潤濕劑在涂層固化后會(huì)遷移到涂層表明，過量會(huì)影響到轉(zhuǎn)印效果，使得轉(zhuǎn)印后涂層容易留有油印，所以在配方設(shè)計(jì)中添加要適量。安息香在配方中主要起到脫氣的作用，其對(duì)木紋轉(zhuǎn)印清晰度影響度不大。
在鋁型材粉末涂料中通常加入一定量的蠟粉，用來改善涂層的耐刮性能，達(dá)到爽滑的效果。熱轉(zhuǎn)印過程的表面接觸是一種物理過程，因此蠟粉界面張力的大小對(duì)轉(zhuǎn)印效果的影響較大。
有相關(guān)文獻(xiàn)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，蠟粉的表面張力越小，轉(zhuǎn)印越容易撕紙。但蠟粉的添加量太大會(huì)影響到紋理的清晰度，所以在設(shè)計(jì)木紋配方時(shí)蠟粉的添加量應(yīng)該適當(dāng)。
為提高木紋粉末聚酯的反應(yīng)活性，使涂層能夠充分固化，通常配方中加入一定量的固化促進(jìn)劑。但是要注意其添加量，加入過多會(huì)影響到涂層的流平效果。
3 結(jié)論
熱轉(zhuǎn)印粉末涂料的轉(zhuǎn)印效果主要取決于樹脂的反應(yīng)活性，涂層的交聯(lián)密度大，硬度高，轉(zhuǎn)印的圖案清晰，易撕紙，轉(zhuǎn)印后不容易留印。
綜上所述，在設(shè)計(jì)木紋粉末涂料配方時(shí)，應(yīng)該選擇反應(yīng)活性高、固化程度高的聚酯樹脂，或者通過高低酸值（羥值）復(fù)配使用，在保證固化后涂層有較高的交聯(lián)密度下有較好的流平性能及轉(zhuǎn)印效果。同時(shí)，在設(shè)計(jì)配方時(shí)應(yīng)該注意各種助劑的添加量，以保證配方的最優(yōu)化達(dá)到好的轉(zhuǎn)印效果。
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